Tr−ờng PROTOCOL t−ong ttự tr−ờng TYPE trong frame của mạng vật lý. Giá trị trong tr−ờng PROTOCOL xác định giao thức mức cao nào đ−ợc
datagram. Về bản chất, giá trị của PROTOCOL xác định khuôn dạng của vùng DATA. Việc ánh xạ giữa một giao thức mức cao và một giá trị nguyên d−ơng đ−ợc dùng trong tr−ờng PROTOCOL phải đ−ợc quản lý để đảm bảo sự phù hợp trong toàn internet.
Tr−ờng HEADER CHECKSUM đảm bảo cho tính nguyên vẹn của giá
trị HEADER. IP checksum đ−ợc tạo ra bằng việc coi HEADER nh− là một số nguyên gồm các cụm 16 bit liên tục, bổ sung chúng cùng với việc sử dụng số bù một và rồi lấy phần bù kết quả. Vì mục đích tính toán CHECKSUM, tr−ờng HEADER đ−ợc giả sử là chứa giá trị 0.
Điều quan trọng để nhớ là CHECKSUM chỉ áp dụng với các giá trị trong IP header chứ không phải cho phần DATA. Việc phân chia checksum cho các HEADER và DATA có một số thuận lợi nh−ng cũng gây một số bất lợi. Bởi vì HEADER th−ờng chiếm ít octet hơn phần DATA nên việc có một tổng kiểm tra riêng làm giảm thời gian xử lý tại các Router. Chúng chỉ cần tính toán CHECKSUM của HEADER. Sự tách biệt cũng cho phép các giao thức mức cao hơn chọn CHECKSUM cho bản thân chúng để tính toán với phần DATA. Điểm bất lợi lớn nhất là việc các Giao thức lớp cao hơn bị buộc phải bổ sung các CHECKSUM của chúng nếu không có thể phải chịu rủi ro có lỗi ở phần DATA mà không phát hiện đ−ợc.
Tr−ờng SOURCE IP ADDRESS và DESTINATION IP ADDRESS chứa
địa chỉ IP 32 bits của bên gửi và bên nhận. Mặc dù datagram có thể đ−ợc định tuyến qua nhiều Router trung gian nh−ng tr−ờng địa chỉ nguồn và địa chỉ đích không bao giờ thay đổi.
Tr−ờng DATA là vùng dữ liệu của datagram, độ dài của tr−ờng phụ thuộc vào những gì đang đ−ợc gửi trong datagram.
Tr−ờng IP OPTIONS sẽ đ−ợc thảo luận sau. Tr−ờng PADDING phụ thuộc vào tuỳ chọn nào đ−ợc chọn. Nó đại diện cho các bits chứa giá trị 0, cái có thể cần để đảm bảo cho HEADER của datagraam mở rộng tới giá trị là bội số của 32 bits.
2.3.2 Giao thức ICMP (Internet Control Message Protocol). Protocol).
Trong hệ thống không liên kết chúng ta đã vừa mô tả tr−ớc. Mỗi Router hoạt động một cách tự động, chọn đ−ờng và giao phát các datagram mà không cần phối hợp với ng−ời gửi. Hệ thống làm việc tốt nếu tất cả các máy làm việc tốt và phù hợp với các tuyến đ−ờng. Không may là không có hệ thống nào làm việc tốt tại mọi lúc. Bên cạnh những hỏng hóc về đ−ờng dây thông tin và các bộ xử lý thì IP còn bị h− hỏng khi máy đích không kết nối tạm thời hoặc th−ờng xuyên tới mạng. Khi TTL (time to live) hết thời hạn, hoặc khi các Router trung gian trở lên quá tắc nghẽn không thể xử lý đ−ợc luồng thông tin đến. Khác biệt quan trọng giữa việc có một mạng hoạt động với phần cứng riêng và một internet hoạt động với phần mềm là mạng có phần cứng riêng đó nhà thiết kế có thể bổ sung phần cứng đặc biệt để báo tin cho cho các host đ−ợc gắn nối khi có vấn đề nảy sinh. Trong một internet, không có những
ph−ơng tiện phần cứng nh− vậy, ng−ời gửi không thể nói là giao phát bị lỗi là do đâu. Việc gỡ lỗi trở lên cực kỳ khó khăn. Giao thức IP bản thân nó không chứa bất cứ thứ gì giúp ng−ời gửi kiểm tra khả năng kết nối hoặc là nhận biết các lỗi nh− vậy.
Để cho phép các Router trong một internet báo các lỗi hoặc cung cấp thông tin về tình huống không mong muốn ấy, các nhà thiết kế đã bổ sung một ph−ơng tiện thông báo mục đích đặt biệt cho giao thức TCP/IP. Ph−ơng tiện đó là ICMP đ−ợc xem là một phần của IP buộc phải có cho việc hoạt động.
Giống nh− tất cả l−u thông khác, các thông báo ICMP đi qua Internet trong phần dữ liệu của IP datagram. Đích cuối cùng của một thông báo ICMP không phải là ch−ơng trình ứng dụng hoặc ng−ời dùng trên máy đích mà là phần mềm IP trên máy đó. Dĩ nhiên, nếu ICMP nhận thấy một giao thức hoặc ch−ơng trình ứng dụng mức cao đã gây ra một lỗi thì nó sẽ báo tin cho Module thích hợp. Nh− vậy: ICMP cho phép các Router gửi thông báo lỗi hoặc thông báo điều khiển tới các Router hoặc host khác: ICMP cung cấp thông tin giữa phần mềm IP trên 1 máy với một phần mềm IP trên một máy khác.
Ban đầu nó đ−ợc thiết kế đề cho phép các Router báo cáo nguyên nhân của các lỗi giao phát tới các host. ICMP không bị hạn chế với các Router. Mặc dù về nguyên tắc là giới hạn sử dụng một số thông báo ICMP, nh−ng 1 máy tuỳ ý có thể gửi 1 ICMP tới bất kỳ một máy nào khác. Vì vậy, 1 host có thể sử dụng ICMP t−ơng ứng cùng với một Router hoặc một host khác. Thuận lợi chính của việc cho phép các host sử dụng ICMP là cung cấp 1 ph−ơng tiệnđơn đ−ợc dùng cho tất cả các message thông tin điều khiển.
Các gói ICMP yêu cầu 2 mức bọc nh− hình vẽ sau:
ICMP HEADER ICMP DATA
Datagram Header
DATAGRAM DATA AREA
FRAME HEADER
FRAME DATA AREA
2.3.3 Chọn đ−ờng IP
Trong một hệ thống chuyển mạch gói, việc chọn đ−ờng đ−ợc xem nh−
là một quá trình chọn một con đ−ờng để gửi gói tin, và Router đ−ợc xem nh−
một máy tính thực hiên những lựa chọn nh− vậy. Việc chọn đ−ờng xảy ra ở một số mức, ví dụ nh− trong mạng WAN (mạng có nhiều kết nối vật lí giữa các chuyển mạch gói), bản thân mạng phải chịu trách nhiệm quyết định về việc chọn đ−ờng cho các gói tin từ lúc nó đến cho tới lúc nó rời đi. Những chọn đ−ờng bên trong mạng nội bộ nh− vậy hoàn toàn tự chứa bên trong mạng WAN. Máy ở bên ngoài không thể tham gia vào những quyết định chọn
đ−ờng, chúng đơn thuần chỉ xem mạng nh− một thực thể cần giao phát các gói tin.
Phải nhớ rằng −u điểm của IP là cung cấp một mạng ảo bao gồm nhiều địa chỉ mạng vật lí và đ−a ra một dịch vụ giao phát các khung dữ liệu dạng không kết nối.Vì vậy chúng ta tập trung vào việc chọn đ−ờng Internet hay chọn đ−ờng IP. T−ơng tự việc chọn đ−ờng trong mạng vật lý, chọn đ−ờng IP là chọn một con đ−ờng để gửi các gói tin qua con đ−ờng đó. Thuật toán chọn đ−ờng IP là phải chọn sao cho có thể gửi Datagram các mạng vật lý.
Việc chọn đ−ờng trong một mạng internet có thể rất khó đặc biệt là giữa các máy tính có nhiều kết nối vật lý tới nhiều mạng. Một cách lí t−ởng, phần mềm chọn đ−ờng sẽ xem xét việc đó nh− tải mạng, chiều dài datagram hoặc kiểu dịch vụ đ−ợc định rõ trong phần Header của các datagram khi lựa chọn con đ−ờng tốt nhất.Hầu hết các phần mềm chọn đ−ờng internet thì không quá phức tạp.
Để hiểu chọn đ−ờng IP một cách hoàn toàn, chúng ta phải trở lại xem xét kiến trúc internet với TCP/IP. Tr−ớc tiên ta nhớ rằng mạng internet đ−ợc tạo ra trên nhiều mạng vật lý đ−ợc kết nối bởi các máy tính gọi là Router. Mỗi Router có kết nối trực tiếp tới hai hoặc nhiều hơn các mạng vật lí. Trong khi đó một Host th−ờng kết nối trực tiếp tới một mạng vật lý. Dĩ nhiên là có thể có một Host đ−ợc kết nối trực tiếp với nhiều mạng, khi đó nó đ−ợc gọi là multi- homed Host.
Cả Hosts và ROUTERs đều tham gia vào việc chọn đ−ờng cho một IP datagram tới đ−ợc đích của nó. Khi một ch−ơng trình ứng dụng trên một Host cố gắng giao tiếp, các giao thức TCP/IP thậm chí phát một hoặc nhiều IP datagram. Host phải thực hiện quyết định chọn đ−ờng khi nó lựa chọn nơi gửi các datagrams.Dĩ nhiên các Router cũng thực hiện quyết định chọn đ−ờng ( đó là mục đích tr−ớc tiên của chúng, và là lý do để gọi chúng là ROUTER.)
Thế còn các multi - hosted home ?. Bất kỳ computer nào với nhiều kết nối mạng có thể hoạt động nh− một ROUTER, và nh− chúng ta sẽ thấy multi -host chạy ICP/IP có một phần mềm cần cho chọn đ−ờng. Thêm nữa, những vị trí không đủ khả năng phân chia các Routers, lúc dùng với mục đích chung chia xẻ thời gian máy nh− cả Hosts và ROUTERs. Dù sao chuẩn TCP/IP cũng chỉ ra sự riêng biệt rõ ràng giữa chức năng của Host và ROUTER và định vị trí cố gắng trộn lẫn chức năng của Host và ROUTER trên một máy tính đơn. Khi thấy rằng các multi - homed Hosts của họ gắn vào các t−ơng tác không đ−ợc trông đợi. Bây giờ chúng ta sẽ phân biệt các Hosts với các ROUTERs và giả sử các Hosts không làm các chức năng của Router chuyển gói từ mạng này tới mạng khác.
Trên đây là những vấn đề chung nhất về chọn đ−ờng IP, những vấn đề chi tiết hơn về chọn đ−ờng trong mạng máy tính nói chung và mạng TCP/IP nói riêng sẽ đ−ợc chúng ta dành hẳn một ch−ơng để thảo luận sau.